Alle Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Sie haben doppelt so viele Wasserstoffatome wie Sauerstoffatome. Das Wort "Kohlenhydrat" ist eine Kombination aus den Namen dieser Elemente und bedeutet "gewässerter Kohlenstoff". Das Vorhandensein von Kohlenstoff macht Kohlenhydrate zu organischen und nicht zu anorganischen Verbindungen.
Kohlenhydratmoleküle variieren in der Größe. Während Monosaccharide und Disaccharide sehr klein sind, sind Polysaccharide vergleichsweise größer. Monosaccharide und Disaccharide gelten als Einfachzucker. Zu dieser Gruppe gehören die Zucker, die in Süßigkeiten und Haushaltszucker enthalten sind. Die größeren Polysaccharide, die gebildet werden, wenn sich kleine Kohlenhydrateinheiten verbinden, werden als Stärken kategorisiert, die in Lebensmitteln wie Nudeln und Kartoffeln enthalten sind. Kohlenhydrate haben viele Funktionen in verschiedenen Organismen. Glukose, ein Monosaccharid, liefert den Zellen Brennstoff, der für die Energieproduktion des Menschen unerlässlich ist. Pflanzen stellen während der Photosynthese ihre eigene Glukose zur Energiegewinnung her. Andere Monosaccharide sind in den Bausteinen der DNA enthalten. Ribose ist ein Teil der RNA und DNA enthält Desoxyribose. Kohlenhydrate verbinden sich auch zu Strukturen in Organismen. Polysaccharidzellulose wird verwendet, um starke Zellwände von Pflanzen zu bilden, die ihnen helfen, ihre Form zu halten. Baumwolle besteht aus Zellulose. Polysaccharide kommen auch in den harten, schützenden Schalen von Meeresbewohnern wie Hummern und Krabben vor.